[发明专利]一种低速率等效语音水声通信技术

说明书

技术领域

本发明涉及属于水声通信技术领域，特别是一种低速率等效语音水声技术。

背景技术

水下声信道是一种复杂的时变、空变、频变的随机多途传输信道，其带宽严重 受限、传播损失大、环境噪声高、多途效应严重、信道带宽窄、可适用的载波频 率低、传输时延扩展大、信号起伏衰落严重等等，使得有线通信或在空中无线电 通信领域很容易实现的语音通信技术，在水声通信领域实现起来非常的困难。

目前，国内外研究者对水声语音通信的研究主要还是集中在将语音信号经A/D 采样后，通过源编码压缩算法去除冗余信息，再通过信道编码传输。为保证接收 端还原的语音具有一定的清晰度，其传输速率始终难于降到很低。就目前具有通 信质量的中、低码率语音编码器而言，16kbps和8kbps的技术已经标准化和产品 化，4～8kbps是标准化制定和实用产品竞争的热点，近年来，国际上的许多研究 机构已把“1.2kbps速率以下的语音压缩编码”作为未来几年的重点研究课题。

对于水声信道这种低频窄带、衰落及多途效应严重的信道，要保证远程清晰的 语音指挥通信，尤其是对水下高速运动中的潜航器进行远程语音通信是很困难 的。目前国内外水声通信领域的研究者始终未能有效地解决语音通信质量和通信 距离之间的矛盾，按传统的语音通信技术，剥除对音色的要求，要达到基本可听 懂语意的语音通信质量，其数据传输速率都要求达到几百bps以上，因此其通信 距离难于提高。

申请号为200410039406.7的发明专利公开了一种在电话上实现语音编码通信 及常用语分类编码的通信方法，其优点是便于简单拨号就可发送预先编制好的一 句或一小段语音，缺点是不能满足任意编制通信信息的语音通信要求；申请号为 94100577.1的发明专利公开了一种用汉语拼音代码映射词库的文字输入编码和 查找索引方法，实现了代码输入字词内码输出，申请号为200610057552.1的发明 专利公开了一种用拨号输入代码向被叫方进行路况等信息查询的方法，申请号为 200510001914.0的发明专利公开了一种多语种语音交换装置，通过语音识别系统 可将中文语音输入转换成其它语种的语音输出，申请号为02114751.5的发明专利 公开了一种通过输入统一编制的代码查询全球旅游景点多媒体信息的方法，输入 端输入根据全球旅游信息树状编码方案编制的信息代码，信息服务器返回相应景 点的多媒体信息，申请号为02127005.8的发明专利公开了一种用于中文文本处理 的中文分词方法，申请号为01123418.0的发明专利公开了一种基于大规模自然语 音音库的动态汉语语音合成技术。

上述这些技术都有其各自的优点，但其不足是；1、均未能有效地解决大压缩 比的信息编码问题。2、均未能解决低速率语音通信，特别是适用于水声信道的 等效语音通信的问题。3、均未能解决文字及其语音用简短的代码串实现等效同 时传输的问题。4、均未能解决进行水声通信的双方用语音或文字输入，对方却 能收听到文字及其语音信息的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可用很低的数据传输速率等效地实现语音通信 的水声通信体制和实现该通信体制的水声通信系统的基本结构。通过建立转换词 条库和多媒体信息数据库，并采用语音识别设备将通信语音信息经语音识别转换 成对应文字组成的报文，通过转换词条库和信息代码转换匹配算法将该报文切分 成最少数量的构成单元，每个构成单元对应转换词条库中的一个词条代码，各词 条依其先后次序构成词条代码串；发送端用低速稳健的远程水声通信设备将该词 条代码串发送到水声信道，接收端具有和发射端相同的转换词条库和多媒体信息 数据库，收到该词条代码串后，根据代码格式分割出一个一个的词条代码，并一 一对应地从转换词条库和多媒体信息数据库中取出词条内码及其对应的语音或 图形符号，连接还原成通信报文，或由多媒体播放器播放出其语音等信息。